Новый биоматериал показывает, как обратить вспять процесс старения сердца

Ученые вырастили в лаборатории новый материал, который продемонстрировал способность замедлять, а в некоторых случаях даже обращать вспять возрастные изменения в сердце. Это открытие может привести к созданию новых подходов к омоложению сердечной ткани за счет изменения ее клеточного окружения, а не самих сердечных клеток.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Materials. В центре внимания ученых оказался внеклеточный матрикс (ВКМ) – сложная белковая сеть, окружающая клетки сердца. Этот матрикс не только удерживает клетки в определенном положении, но и передает им химические сигналы, регулирующие их поведение и функции.

С возрастом внеклеточный матрикс (ECM) сердца становится более жестким, а его химический состав изменяется. Эти возрастные изменения могут вызывать негативные реакции в сердечных клетках – приводя к образованию рубцовой ткани, снижению эластичности и ухудшению работы сердца. Чтобы изучить эту проблему, исследовательская группа создала гибридный биоматериал под названием DECIPHER – это сочетание натуральной сердечной ткани и синтетического полиакриламидного геля. Такая конструкция позволила точно воспроизвести как жесткость, так и химический состав ECM.

Когда пожилые сердечные клетки поместили на каркас DECIPHER, имитирующий "молодую" внеклеточную среду, клетки начали вести себя как молодые – несмотря на сохраняющуюся жесткость материала. Дополнительный анализ показал, что в клетках произошли изменения в активности тысяч генов, связанных со старением и клеточными функциями. В то же время молодые клетки, помещенные на каркас, имитирующий "старый" ECM, начали проявлять признаки ухудшения работы – даже при мягкой структуре основы.

Исследователи отмечают, что даже при высокой жесткости ткани, характерной для стареющего сердца, присутствие "молодых" биохимических сигналов оказалось достаточным, чтобы вернуть старые клетки к более здоровому и активному состоянию. По их словам, это дает надежду, что если удастся восстановить такие сигналы в пожилом сердце, можно будет частично обратить возрастные изменения и со временем улучшить его функцию.